Термохімія. - раздел Философия, МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до самостійної роботи з дисципліни «ХІМІЯ» Теплові Ефекти Хімічних Процесів Вивчає Термохімія. При Розрахунках Використо...
Теплові ефекти хімічних процесів вивчає термохімія. При розрахунках використовуються стандартні теплові ефекти , тобто визначені за стандартних умов (за температури 298,15 К і тиску 101,3 кПа). Рівняння реакцій, в яких зазначено тепловий ефект, а також агрегатний стан речовин, називають термохімічними. З такими рівняннями можна виконувати ті ж дії, що і з алгебраїчними (складати, віднімати, помножувати на коефіцієнт тощо).
Усі термохімічні розрахунки базуються на двох законах термохімії.
Перший закон термохімії – закон Лавуазьє і Лапласа (1760) формулюється так: Тепловий ефект утворення хімічної сполуки дорівнює тепловому ефекту розкладання цієї сполуки тільки із зворотним знаком.
Наприклад, при утворенні 1 моль води із водню і кисню виділяться 241,8 кДж/моль.
кДж/моль
Таку саму енергію треба затратити, щоб розкласти 1 моль пароподібної води на водень і кисень, тобто
кДж/моль
Теплота утворення –це тепловий ефект реакції утворення 1 моль даної сполуки з простих речовин, найстійкіших за даних умов.
, ,0 кДж/моль
Теплота утворення, віднесена до 1 моль речовини за температури 298 К і тиску 101 кПа (760 мм рт. ст.), називається стандартною теплотою утворення і позначається .
Значення стандартних теплот утворення багатьох хімічних сполук визначені й зведені в таблиці термодинамічних величин і наводяться в довідниках.
Теплота утворення (ентальпія утворення) простих речовин у стійкому стані за стандартних умов має нульове значення. Наприклад, ,.
Другий закон термохімії – закон Гесса (основний закон термохімії) (1840) формулюється так: Тепловий ефект хімічної реакції не залежить від характеру й послідовності її стадій, а визначається лише початковими і кінцевими продуктами реакції та їх фізичним станом (при V=const або P=const).
Наприклад, при згорянні 1 моль графіту з утворенням вуглекислого газу (СО2) виділяється 393,0 кДж теплоти. Якщо процес провести через проміжну стадію з утворенням СО і подальшим його згорянням до СО2, то в першому випадку (утворення СО) виділяється 110,5 кДж теплоти, а в другому (утворення СО2 з СО) виділяється 282,5 кДж.
Із цього прикладу видно, що сума теплових ефектів проміжних реакцій (110,5+282,5=393,0 кДж/моль) дорівнює тепловому ефекту прямої реакції.
Примітка: Закон Гесса застосовують до процесів, що відбуваються при постійному об’ємі або при постійному тиску.
Наслідки із закону Гесса:
1.Тепловий ефект хімічної реакції ΔНох.р. дорівнює сумі теплот утворення продуктів реакції мінус сума теплот утворення вихідних речовин. Тобто для реакції
аА+вВ=сС+dD (5.3)
(5.4)
Приклад. Визначити тепловий ефект реакції Al2O3+3SO3=Al2(SO4)3, якщо відомо, що = -1675 кДж/моль; = -395 кДж/моль; = -3434 кДж/моль.
Розв’язання. Згідно з рівнянням (5.4) маємо
=-3434+1675+3·395,2=-553,4кДж
2.Тепловий ефект хімічної реакції ΔНх.р. дорівнює сумі теплот згорання вихідних речовин мінус сума теплот згорання продуктів реакції. Тобто для реакції(5.3)
(5.5)
Стандартною теплотою (ентальпією) згоряння називається тепловий ефект реакції окислення 1 моль даної сполуки в атмосфері кисню до утворення вищих оксидів елементів, які входять до її складу, за стандартних умов. Значення стандартної ентальпії згоряння також можна найти в термодинамічних таблицях.
Із закону Гесса витікає ще кілька наслідків:
- якщо здійснюються дві реакції, які приводять із різних початкових станів до однакових кінцевих станів, то різниця теплових ефектів дорівнює тепловому ефекту переходу з одного початкового стану в другий;
- якщо здійснюються дві реакції, які приводять із однакових початкових станів до різних кінцевих станів, то різниця між їхніми тепловими ефектами дорівнює тепловому ефекту переходу з одного кінцевого стану в другий.
Таким чином, застосовуючи закон Гесса, можна обчислити теплові ефекти окремих реакцій, особливо проміжних стадій, які експериментальним шляхом визначити неможливо.
У термохімії визначають й інші теплові ефекти: теплоту розчинення, теплоту нейтралізації, теплоту плавлення та ін.
Теплота розчинення.
Багато хімічних реакцій перебігає у розчинах, і їх тепловий ефект залежить не тільки від енергії хімічної взаємодії самих речовин, але і від теплоти їх розчинення в розчиннику.
Теплота розчинення твердої речовини в основному є сумою двох величин: теплоти руйнування кристалічної решітки (>0) та теплоти сольватації іонів молекулами розчинника (<0):
=+
Знак сумарного теплового ефекту залежатиме від того, який із цих доданків більший за абсолютною величиною.
КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ... кафедра хімії... МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до самостійної роботи з дисципліни ХІМІЯ ЗМІСТ МОДУЛЯ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Термохімія.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до самостійної роботи з дисципліни
«ХІМІЯ»
для студентів I курсу будівельних і
гірничих спеціальностей
ЗМІСТ МОДУЛЯ I
1. Основні хімічні поняття і стехіометричні закони. 4
1.1. Предмет хімії і основні хімічні поняття. 4
1.2. Основні закони хімічної взаємодії 6
1.3. Запитання для самоконт
Предмет хімії і основні хімічні поняття
Хімія – наука про склад, властивості і будову речовин, про їхні перетворення, про залежність властивостей від складу і будови речовин, про взаємодію, добування і вико
Основні закони хімічної взаємодії
У 1748 р. російський вчений М.В.Ломоносов сформулював один із фундаментальних законів природи – закон збереження маси:
Маса речовин, що вс
Гідрати оксидів
Важливу групу серед складних сполук становлять гідрати оксидів (гідроксиди) – продукти прямої або посередньої взаємодії оксидів з водою. Наприклад, основні оксиди утворюють
Амфотерні гідроксиди
Амфотерні гідроксиди – це гідрати амфотерних оксидів. В залежності від умов вони можуть відщеплювати при дисоціації йони H+ чи ОН-і, як і відповідні амфот
Кислоти
За теорією електролітичної дисоціації Арреніуса кислоти - це сполуки, що складаються з кислотного залишку і йонів гідрогену, здатних заміщуватись на метал (у розчині дисоцію
Квантові числа
Головне квантове число визначає повний запас енергії електрона (рівень енергії електронного шару), тобто ступінь віддалення його від ядра або розмір електронної хмари (орбіталі) і приймає з
Радіуси атомів та йонів елементів
У визначенні радіуса атома не спостерігається однозначності тому, що ізольований атом або йон не має чітко визначених зовнішніх меж. Тому залежно від типу хімічного зв'язку, структури речовини і
Енергія йонізації
Енергія йонізації (І, кДж/моль; еВ) — мінімальна енергія, потрібна для відщеплення найслабкіше зв'язаного електрона від незбудженого атома: R0 —> R+ +e, I
Енергія спорідненості до електрона
Енергія спорідненості до електрона (Eсп, кДж/моль; еВ) — кількість енергії, що виділяється під час приєднання до атома одного електрона з утворенням не
Електронегативність атомів
Електронегативність атомів (æ, кДж/моль; еВ/атом) — умовна величина, що характеризує здатність атома в хімічних сполуках приєднувати електрони, які беруть участь в утворенні хімічного
Основні типи хімічного зв’язку. Ковалентний зв’язок
Хімічний зв'язок значною мірою визначає будову молекул і тіла загалом, а отже, і властивості хімічних сполук, речовин і тіл.
Серед індивідуальних хімічних речовин, що поділяються на прості
Основні типи хімічного зв’язку. Ковалентний зв’язок
Хімічний зв'язок значною мірою визначає будову молекул і тіла загалом, а отже, і властивості хімічних сполук, речовин і тіл.
Серед індивідуальних хімічних речовин, що поділяються на прості
Основні типи хімічного зв’язку. Ковалентний зв’язок
Хімічний зв'язок значною мірою визначає будову молекул і тіла загалом, а отже, і властивості хімічних сполук, речовин і тіл.
Серед індивідуальних хімічних речовин, що поділяються на прості
Міжмолекулярна взаємодія
Міжмолекулярна взаємодія. Між молекулами може відбуватися як електростатична, так і донорно-акцепторна взаємодія. Сили електростатичної молекулярної взаємодії, ви
Тверді тіла. Типи кристалічних граток
Тверді тіла перебувають у двох станах: аморфному і кристалічному. Аморфний стан характеризується хаотичним розміщенням частинок у просторі
Основні термодинамічні поняття
Термодинаміка – це наука, що вивчає зв’язок теплової енергії з іншими її видами (перехід енергії з однієї форми в іншу, енергетичні ефекти, що супроводжують хімічні та ф
Теплота нейтралізації.
Теплота нейтралізації - тепловий ефект, який спостерігається при нейтралізації одного моль еквівалента кислоти одним моль еквівалента гідроксиду в розведених водних розчинах.
При
Напрям перебігу хімічних процесів.
Другий закон термодинаміки показує напрямок переходу теплоти (енергії) від однієї системи до іншої.
Згідно з Клаузісом теплота завжди переходит
Задачі і вправи для самостійної роботи
1. Стандартна теплота утворення рідкої води становить — 286 кДж/моль. Записати термохімічні рівняння цієї реакції з використанням теплового ефекту та ентальпії. Поглинається чи виділяється в реакці
Закон діючих мас
Необхідною умовою перебігу хімічної реакції між двома речовинами є зіткнення їхніх молекул. Зрозуміло, що швидкість хімічної реакції залежить від числа таких зіткнень в одиниці об'єму. Вірогідніс
Енергія активації
Як зазначалось, умовою елементарного акту взаємодії є зіткнення частинок реагуючих речовин. Проте не кожне зіткнення може спричинити хімічну взаємодію. Справді, хімічна взаємодія передбачає переро
Вплив температури на швидкість реакції
Підвищення температури реагуючих речовин внаслідок збільшення швидкості молекул приводить до зростання загальної енергії системи і відповідно до збільшення відносного вмісту активних молекул, що рі
Каталіз
Швидкість хімічних процесів можна значно збільшити завдяки введенню у реакційну систему певних речовин, які називаються каталізаторами. Каталізатор — це речовина, що збільшу
Хімічна рівновага
При вивченні основних закономірностей рівноважних процесів насамперед розглядають поняття про оборотні і необоротні реакції і оборотність хімічних процесів.
Необоротними хімічними
Вплив зовнішніх факторів на хімічну рівновагу. Принцип ле Шательє
Стан хімічної рівноваги за сталих умов може зберігатися будь-який час. Проте при зміні умов рівноваги (температури, концентрації, тиску) стан рівноваги порушується. Зміна зовнішніх факторів по-різ
Список рекомендованої літератури
Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія: Підруч. для студ. вищ. навч. закл. – К.; Ірпінь: ВТФ “Перун”, 2002. – 480с. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
, тобто визначені за стандартних умов (за температури 298,15 К і тиску 101,3 кПа). Рівняння реакцій, в яких зазначено тепловий ефект, а також агрегатний стан речовин, називають термохімічними. З такими рівняннями можна виконувати ті ж дії, що і з алгебраїчними (складати, віднімати, помножувати на коефіцієнт тощо).
кДж/моль
кДж/моль
, 
,0 кДж/моль
.
,
.
(5.4)
реакції Al2O3+3SO3=Al2(SO4)3, якщо відомо, що 
= -1675 кДж/моль; 
= -395 кДж/моль; 
= -3434 кДж/моль.
=-3434+1675+3·395,2=-553,4кДж
(5.5)
>0) та теплоти сольватації іонів молекулами розчинника (
<0):
=
Новости и инфо для студентов